MongoDB簡(jiǎn)介

MongoDB是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)。由C++語(yǔ)言編寫(xiě)。旨在為WEB應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。

MongoDB是一個(gè)介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的產(chǎn)品，是非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中功能最豐富，最像關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的，它支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常松散，是類(lèi)似json的bson格式，因此可以存儲(chǔ)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

MongoDB最大的特點(diǎn)是它支持的查詢語(yǔ)言非常強(qiáng)大，其語(yǔ)法有點(diǎn)類(lèi)似于面向?qū)ο蟮牟樵冋Z(yǔ)言，幾乎可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)單表查詢的絕大部分功能，而且還支持對(duì)數(shù)據(jù)建立索引。

官網(wǎng)：MongoDB: The Developer Data Platform | MongoDB | MongoDB

1.MongoDB主要特點(diǎn)

1.1文檔數(shù)據(jù)庫(kù)

使用文檔的優(yōu)點(diǎn)是

• 文檔（即對(duì)象）對(duì)應(yīng)于許多編程語(yǔ)言中的本機(jī)數(shù)據(jù)類(lèi)型。
• 嵌入式文檔和數(shù)組減少了對(duì)昂貴連接的需求。
• 動(dòng)態(tài)模式支持流暢的多態(tài)性。

1.2高性能

MongDB提供高性能的數(shù)據(jù)持久性。特別是，

• 對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)模型的支持減少了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上的 I/O活動(dòng)。
• 索引支持更快的查詢，并且可以包含來(lái)自嵌入文檔和數(shù)組的鍵。

1.3高可用性

MongDB的復(fù)制工具，稱為副本集（一組 MongoDB 服務(wù)器，它們維護(hù)相同的數(shù)據(jù)集，提供冗余并提高數(shù)據(jù)可用性），提供自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)冗余。

1.4 水平可擴(kuò)展

MongoDB 提供水平可擴(kuò)展性。

1.5支持多個(gè)存儲(chǔ)引擎

MongoDB支持多種存儲(chǔ)引擎：WiredTiger存儲(chǔ)引擎（包括對(duì)靜態(tài)加密的支持）和內(nèi)存存儲(chǔ)引擎。

此外，MongoDB 提供可插拔的存儲(chǔ)引擎 API，允許第三方為 MongoDB 開(kāi)發(fā)存儲(chǔ)引擎。

2.應(yīng)用場(chǎng)景

1）社交場(chǎng)景，使用MongoDB存儲(chǔ)用戶信息，以及用戶發(fā)表的朋友圈信息，通過(guò)地理位置索引實(shí)現(xiàn)附近的人、地點(diǎn)等功能。

2）游戲場(chǎng)景，使用MongoDB存儲(chǔ)游戲用戶信息，用戶的裝備、積分等直接以內(nèi)嵌文檔的形式存儲(chǔ)，方便查詢、高效率存儲(chǔ)和訪問(wèn)。

3）物流場(chǎng)景，使用 MongoDB 存儲(chǔ)訂單信息，訂單狀態(tài)在運(yùn)送過(guò)程中會(huì)不斷更新，以 MongoDB 內(nèi)嵌數(shù)組的形式來(lái)存儲(chǔ)，一次查詢就能將 訂單所有的變更讀取出來(lái)。

4）物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，使用 MongoDB 存儲(chǔ)所有接入的智能設(shè)備信息，以及設(shè)備匯報(bào)的日志信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行多維度的分析。

5）視頻直播，使用 MongoDB 存儲(chǔ)用戶信息、點(diǎn)贊互動(dòng)信息等。

這些應(yīng)用場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)操作方面的共同特點(diǎn)是：

（1）數(shù)據(jù)量大

（2）寫(xiě)入操作頻繁（讀寫(xiě)都很頻繁）

（3）價(jià)值較低的數(shù)據(jù)，對(duì)事務(wù)性要求不高

對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)，我們更適合使用MongoDB來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

https://pippichi.github.io/pdf/mongodb_base.pdf

下面重點(diǎn)介紹下MongoDB通過(guò)查詢與游標(biāo)徹底玩轉(zhuǎn)分布式文件存儲(chǔ)。

MongoDB通過(guò)查詢與游標(biāo)徹底玩轉(zhuǎn)分布式文件存儲(chǔ)

一、查詢

1、find()基本用法

查詢就是返回集合中文檔的一個(gè)子集，子集的范圍從0個(gè)文檔到整個(gè)集合。要返回哪些文檔由find的第一個(gè)參數(shù)決定，該參數(shù)是一個(gè)用于指定查詢條件的文檔。

如果是空，則返回全部文檔。

當(dāng)向查詢文檔中添加鍵值對(duì)時(shí)，就意味著限定了查詢條件。例如db.users.find({"name":"哪吒編程"})

可以在查詢文檔時(shí)，傳入多個(gè)鍵值對(duì)，相當(dāng)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的where ... and ...。

2、指定要返回的鍵

有時(shí)候，只想查詢文檔中的部分鍵

> db.users.find({},{"id":1,"dept":1})
{ "_id" : ObjectId("638b2822bb535f1c23f9b09a"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
{ "_id" : ObjectId("638b3944bb535f1c23f9b09b"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }


> db.users.find({},{"_id":0,"dept":1})
{ "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
{ "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }

3、查詢條件

$lt、$lte、$gt、$gte都屬于比較運(yùn)算符，分別對(duì)應(yīng)<、<=、>、>=。

可以將其組合使用以查找一個(gè)范圍內(nèi)的值。

> db.users.find({"dept.age":{"$gte":20,"$lte":30}})

4、or查詢

MongoDB中有兩種方式可以進(jìn)行or查詢。$in可以用來(lái)查詢一個(gè)鍵的多個(gè)值。$or則更通用一些，可以在多個(gè)鍵中查詢?nèi)我獾慕o定值。

> db.users.find({"id":{"$in":["1","3"]}})
{ "_id" : ObjectId("638b2822bb535f1c23f9b09a"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
{ "_id" : ObjectId("638b3944bb535f1c23f9b09b"), "id" : "1", "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
{ "_id" : ObjectId("638b4cacbb535f1c23f9b09c"), "id" : "3", "dept" : [ { "name" : "哪吒編程", "age" : 18, "address" : "大連" }, { "name" : "云韻", "age" : 19, "address" : "大連" }, { "name" : "美杜莎", "age" : 28, "address" : "北京" } ] }
>

5、$not

$not是一個(gè)元條件運(yùn)算符，可以用于任何其它條件之上。

二、特定類(lèi)型的查詢

1、null

null的行為有一些特別。它可以與自身匹配。

> db.users.find({"dept":null})
{ "_id" : ObjectId("638b538682bdbdfa72665a11"), "id" : "1", "dept" : null }

2、正則表達(dá)式

"$regex"可以在查詢中為字符串的模式匹配提供正則表達(dá)式功能。正則表達(dá)式對(duì)于靈活的字符串匹配非常有用。

> db.users.find({"name":{"$regex":"哪吒"}}))
{ "_id" : ObjectId("638b549982bdbdfa72665a12"), "id" : "1", "name" : "哪吒編程", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("638b54cd82bdbdfa72665a15"), "id" : "1", "name" : "CSDN哪吒", "age" : 18 }

MongoDB會(huì)使用Perl兼容的正則表達(dá)式（PRCE）庫(kù)來(lái)對(duì)正則表達(dá)式進(jìn)行匹配。任何PCRE支持的正則表達(dá)式語(yǔ)法都能被MongoDB接受。

3、查詢數(shù)組

$all可以通過(guò)多個(gè)元素匹配數(shù)組。

> db.workers.find({name:{$all:["哪吒編程","云韻"]}})
{ "_id" : ObjectId("638b2154bb535f1c23f9b098"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒編程", "云韻" ] }
{ "_id" : ObjectId("638b59fc82bdbdfa72665a16"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒編程", "云韻", "美杜莎" ] }
{ "_id" : ObjectId("638b59fc82bdbdfa72665a17"), "id" : "2", "name" : [ "哪吒編程", "云韻", "納蘭嫣然" ] }

如果想在數(shù)組中查詢特定位置的元素，可以使用key.index語(yǔ)法來(lái)指定下標(biāo)：

> db.workers.find({"name.2":"美杜莎"})
{ "_id" : ObjectId("638b59fc82bdbdfa72665a16"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒編程", "云韻", "美杜莎" ] }

通過(guò)$size指定要查找的數(shù)組的大小：

> db.workers.find({"name":{"$size":2}})
{ "_id" : ObjectId("638b2154bb535f1c23f9b098"), "id" : "1", "name" : [ "哪吒編程", "云韻" ] }

4、數(shù)組與范圍查找的相互作用

先舉一個(gè)例子：

> db.student.find()
{ "_id" : ObjectId("638b6b8382bdbdfa72665a19"), "id" : "1", "name" : "哪吒編程", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1a"), "id" : "2", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1b"), "id" : "3", "name" : "美杜莎", "age" : [ 15, 29 ] }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8582bdbdfa72665a1c"), "id" : "3", "name" : "蕭炎", "age" : 38 }
> db.student.find({"age":{"$gt":20,"$lt":28}})
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1a"), "id" : "2", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1b"), "id" : "3", "name" : "美杜莎", "age" : [ 15, 29 ] }

和想象中的不太一樣啊，我的本意是查詢年齡在20~28之間的人，為什么呢？

文檔中的標(biāo)量（非數(shù)組元素）必須與查詢條件中的每一條子句相匹配。如果使用db.student.find({"age":{"$gt":20,"$lt":28}})進(jìn)行查詢，那么age必須介于20~28之間，然而，如果age是一個(gè)數(shù)組，那么當(dāng)age鍵中的某一個(gè)元素與查詢條件的任意一條語(yǔ)句相匹配時(shí)，文檔也會(huì)被返回。（即15<28,29大于20），完美適配。

這樣就會(huì)使針對(duì)數(shù)組的范圍查詢失去了作用。

此時(shí)，可以使用"$elemMatch"強(qiáng)制MongoDB將這兩個(gè)子句與單個(gè)數(shù)組元素進(jìn)行比較。不過(guò)，"$elemMatch"不會(huì)匹配非數(shù)組元素。

-- 返回空
db.student.find({"age":{"$elemMatch":{"$gt":20,"$lt":28}}})

如果在查詢的字段上有索引，那么可以使用min和max將查詢條件遍歷的索引范圍限制為"$gt"和"$lt"的值。

db.student.find({"age":{"$gt":20,"$lt":28}}).min({"age":20}).max({"age":28})

現(xiàn)在，這條查詢語(yǔ)句只會(huì)遍歷值在20~28之間的索引。

三、游標(biāo)

數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)使用游標(biāo)返回find的執(zhí)行結(jié)果。游標(biāo)的客戶端實(shí)現(xiàn)通常能夠在很大程度上對(duì)查詢的最終輸出進(jìn)行控制。你可以限制結(jié)果的數(shù)量，跳過(guò)一些結(jié)果，按任意方向的任意鍵組合對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序，以及執(zhí)行徐國(guó)其他功能強(qiáng)大的操作。

通過(guò)cursor.hasNext()檢查是否還有其它結(jié)果，通過(guò)cursor.next()用來(lái)對(duì)其進(jìn)行獲取。

調(diào)用find()時(shí)，shell并不會(huì)立即查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，而是等到真正開(kāi)始請(qǐng)求結(jié)果時(shí)才發(fā)送查詢，這樣可以在執(zhí)行之前給查詢附加額外的選項(xiàng)。cursor對(duì)象的大多數(shù)方法會(huì)返回游標(biāo)本身，這樣就可以按照任意順序?qū)⑦x項(xiàng)鏈接起來(lái)了。

在使用db.users.find();查詢時(shí)，實(shí)際上查詢并沒(méi)有真正執(zhí)行，只是在構(gòu)造查詢，執(zhí)行cursor.hasNext()，查詢才會(huì)發(fā)往服務(wù)器端。shell會(huì)立刻獲取前100個(gè)結(jié)果或者前4MB的數(shù)據(jù)（兩者之中的較小者），這樣下次調(diào)用next或者h(yuǎn)asNext時(shí)就不必再次連接服務(wù)器去獲取結(jié)果了。在客戶端遍歷完第一組結(jié)果后，shell會(huì)再次連接數(shù)據(jù)庫(kù)，使用getMore請(qǐng)求更多的結(jié)果。getMore請(qǐng)求包含一個(gè)游標(biāo)的標(biāo)識(shí)符，它會(huì)向數(shù)據(jù)庫(kù)詢問(wèn)是否還有更多的結(jié)果，如果有則返回下一批結(jié)果。這個(gè)過(guò)程會(huì)一直持續(xù)，直到游標(biāo)耗盡或者結(jié)果被全部返回。

四、游標(biāo)的生命周期

在服務(wù)器端，游標(biāo)會(huì)占用內(nèi)存和資源。一旦游標(biāo)遍歷完結(jié)果之后，或者客戶端發(fā)送一條消息要求終止，數(shù)據(jù)庫(kù)就可以釋放它正在使用的資源。

何時(shí)銷(xiāo)毀游標(biāo)：

• 當(dāng)游標(biāo)遍歷完匹配的結(jié)果時(shí)，它會(huì)消除自身；
• 當(dāng)游標(biāo)超出客戶端的作用域時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序會(huì)向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送一條特殊的消息，讓數(shù)據(jù)庫(kù)終止該游標(biāo)；
• 如果10分鐘沒(méi)有被使用的話，數(shù)據(jù)庫(kù)游標(biāo)也將自動(dòng)銷(xiāo)毀；

五、limit、skip、soat

1、常用的查詢選項(xiàng)

最常用的查詢選項(xiàng)是限制返回結(jié)果的數(shù)量、略過(guò)一定數(shù)量的結(jié)果以及排序。所有這些選項(xiàng)必須在查詢被發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)之前指定。

• limit：限制數(shù)量；
• skip：略過(guò)；
• soat：排序，1是升序，-1是降序；

使用skip略過(guò)少量的文檔是可以的，但對(duì)于結(jié)果非常多的情況，skip會(huì)非常慢，因?yàn)橐紫日业奖宦赃^(guò)的結(jié)果，然后再丟棄這些數(shù)據(jù)。

2、使用skip進(jìn)行分頁(yè)

最簡(jiǎn)單的分頁(yè)方式是

> db.student.find().sort({"id":1}).limit(5)
{ "_id" : ObjectId("638b6b8382bdbdfa72665a19"), "id" : "1", "name" : "哪吒編程", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f819176"), "id" : "1", "name" : "哪吒編程", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f81917f"), "id" : "10", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f819180"), "id" : "11", "name" : "美杜莎", "age" : 29 }
{ "_id" : ObjectId("638c6686e96330d24f819181"), "id" : "12", "name" : "蕭炎", "age" : 38 }
> db.student.find().sort({"id":1}).skip(5).limit(5)
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1a"), "id" : "2", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f819177"), "id" : "2", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8582bdbdfa72665a1c"), "id" : "3", "name" : "蕭炎", "age" : 38 }
{ "_id" : ObjectId("638b6b8482bdbdfa72665a1b"), "id" : "3", "name" : "美杜莎", "age" : [ 15, 29 ] }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f819178"), "id" : "3", "name" : "美杜莎", "age" : 29 }
> db.student.find().sort({"id":1}).skip(10).limit(5)
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f819179"), "id" : "4", "name" : "蕭炎", "age" : 38 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f81917a"), "id" : "5", "name" : "哪吒編程", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f81917b"), "id" : "6", "name" : "云韻", "age" : 23 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f81917c"), "id" : "7", "name" : "美杜莎", "age" : 29 }
{ "_id" : ObjectId("638c6685e96330d24f81917d"), "id" : "8", "name" : "蕭炎", "age" : 38 }
>

3、不用skip進(jìn)行分頁(yè)

可以通過(guò)以下方式：

var lastTime = null;
while(page.hasNext){
	lastTime = page.next();
	...
}
var page1 = db.student.find({"date":{"$lt":lastTime.date}});
page1.sort({"date":-1}).limit(5);

到此這篇關(guān)于MongoDB查詢與游標(biāo)，徹底玩轉(zhuǎn)分布式文件存儲(chǔ)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MongoDB分布式文件存儲(chǔ)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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